第一代电子计算机——体积大、耗电多、性能低的原因

第一代电子计算机是指20世纪40年代末到50年代初，基于电子器件实现信息处理的计算机，最典型的代表是ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Computer）和EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Computer）。然而，与现代计算机相比，第一代电子计算机体积大、耗电多、性能低，主要原因是以下几个方面。

一、制造工艺粗糙

第一代电子计算机中使用的电子器件晶体管尺寸和排布都很不规则，甚至出现了质量差别较大的情况，造成计算机整体性能的差异性。

1、电子器件尺寸不规则

第一代计算机中使用的电子器件体积较大、尺寸不规则。比如ENIAC的晶体管体积为16.2×25.4mm，单个电子工程突击计算机UNIVAC的晶体管尺寸为10.2×12.7mm，远大于后来集成电路器件的尺寸，这导致第一代电子计算机的机器体积一般都很大。

2、电子器件排布不规则

第一代计算机中使用的晶体管排布十分不规则。ENIAC使用的是12,000个电子管和10,000个电容和电容分布器，而其计算精确度满足三个十进制位。

3、质量差异较大

电子器件的质量也十分不可靠。由于工艺粗糙，导致器件之间存在巨大的质量差异。这种情况导致了计算机计算能力的差异性，对于机器的可靠性和使用寿命也造成了不良的影响。

二、电源设计原因

第一代电子计算机的设计时，电源不稳定常常导致机器故障，严重威胁到计算知识的可靠性和持久性。

1、电源系统的不稳定性

第一代电子计算机的电源系统设计尚未成熟，供电过程所需的电压和电流不能很好地保证稳定。这种情况下，晶体管、电容和电阻之间的连接受到了严重的电压波动的干扰，因此导致了计算机系统稳定性存在着很大的困难。

2、机器的功耗大

由于电子器件的性能差异，第一代计算机的功耗容易在短时间内迅速增加，能耗十分惊人。

三、输出方式单一

第一代电子计算机仅仅采用了纸片打印机作为输出设备，而且印刷头部分容易出现故障，需要频繁地更换和维护。

1、输出精度低

纸片打印机所采用的字体和字符比较大，而且输出精度很低。因此，纸片打印机输出的数据不利于人们严密的理解和分析，这大大影响了计算机的使用率和效率。

2、打印机故障频繁

纸片打印机对其印刷头部分进行维护时，需要频繁更换零部件，且维修过程费用很高，因此纸片打印的维士质量比较低。

四、结构设计简单

第一代电子计算机的内部结构十分简单，主要是由一个有限状态机组成，无法进行复杂的运算。

1、指令系统简单

第一代电子计算机的指令数量很有限，因为计算机内部的指令非常有限，可以理解为操作有限的状态机，由于有限的机器硬件无法处理很复杂的指令，所以数据处理能力受到了极大的限制。

2、重复的过程繁琐

由于第一代电子计算机的结构简单，当需要重复的过程存在时，势必需要使用到大量的人工操作，大大降低了计算机的实际效率。

五、维修成本高

由于电子计算机设计不成熟，维护费用很高，并不适合普通用户。

1、硬件故障率高

由于电子计算机的设计缺陷和使用质量不稳定的电子元件，导致硬件故障率很高。即使是最小的故障也需要花费很多的成本进行检修。

2、更换元件维修费用高

在第一代电子计算机中，由于电子元件不稳定且极不耐用，很多零件都需要经常更换，因此用户需要花费相当高的价钱进行配件更换和维修。

最后，虽然第一代电子计算机十分原始，但它作为计算机科技的开拓者，起到了开拓先驱的历史作用，对人类文明进步有着不可磨灭的历史贡献。